Proceso de Carga de un Condensador / Capacitor (circuito RC)

Proceso de carga de un condensador

Un capacitor / condensador es un dispositivo que al aplicársele una fuente de alimentación de corriente continua se comporta de una manera especial.

Explicación del proceso de carga de un condensador

Cuando el interruptor A se cierra (Ver el primer gráfico):

– La corriente I aumenta bruscamente a su valor máximo y tiene un valor dado por la fórmula I = E/R amperios (como si momentáneamente el capacitor / condensador no existiera en este circuito RC). Después poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero. (ver el diagrama inferior)

– El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectada en serie con R y C). Ver el diagrama.

El tiempo (T) que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula: T = RxC. Donde la resistencia R está en ohmios, el condensador C en milifaradios (mF) y el resultado está en milisegundos.

Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final. Al valor de T se le llama: constante de tiempo.

Al analizar los dos gráficos se observa que están divididos en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc varían sus valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 veces la constante de tiempo T), pero no así en la parte estable.

Los valores de Vc, Ic y V_R (voltaje en la resistencia) en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:

Vc = E + (Vo – E) x e^{– t/T}, donde Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)
Ic = [(E – Vo)/R] x e^-t/T, donde Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)
V_R = E x e^-t/T, donde: T = R x C

Nota: Los términos condensador y capacitor se utilizan como sinónimos.